Astronomové používající novou techniku možná nejen našli super-Země u sousední hvězdy, ale možná ji také přímo zobrazili. A v obyvatelné zóně kolem Alpha Centauri by mohlo být hezky a útulně.
Je mnohem snazší vidět obří planety než planety velikosti Země. Bez ohledu na to, jaká detekční metoda se používá, větší planety jsou prostě větší jehlou v kupce sena. Celkově se ale astronomové velmi zajímají o planety, které jsou podobné Zemi. A najít je je mnohem obtížnější.
Mysleli jsme si, že budeme muset počkat na ultravýkonné teleskopy, které se právě staví, než budeme moci přímo zobrazovat exoplanety. Zařízení jako Obří Magellanův dalekohled a Evropský extrémně velký dalekohled přinese obrovskou pozorovací sílu, která bude nést úkol zobrazování exoplanet. Ale tým výzkumníků vyvinul novou techniku, která by to mohla zvládnout. Říkají, že zobrazili možnou planetu velikosti sub-Neptun/super-Země obíhající kolem jednoho z našich nejbližších sousedů, Alpha Centauri A.
Tým prezentoval svá pozorování v článku v Nature Communications s názvem „ Zobrazení planet s nízkou hmotností v obyvatelné zóně ? Centaurské. “ Hlavním autorem je Kevin Wagner, astronom a Sagan Fellow na University of Arizona.
'Tyto výsledky demonstrují proveditelnost zobrazování skalnatých exoplanet v obyvatelné zóně pomocí současných a připravovaných dalekohledů.'
Z „“Zobrazení planet s nízkou hmotností v obyvatelné zóně ? Centaurové.”
Astronomové sice již dříve našli exoplanety s nízkou hmotností, ale nikdy nepocítili jejich světlo. Sledovali, jak se planety odhalují tahají za své hvězdy . A sledovali, jak světlo z hvězd, které hostí tyto planety, klesá, když planeta prochází před hvězdou . Nikdy si však žádného přímo nepředstavovali. Až teď možná.
Tato nová metoda detekce se týká infračerveného záření. Jednou z výzev při zobrazování exoplanet velikosti Země v infračervené oblasti je rozeznat světlo přicházející z exoplanety, když je toto světlo vymyto veškerým infračerveným zářením pozadí hvězdy. Astronomové mohou hledat exoplanety ve vlnových délkách, kde je infračervené pozadí sníženo, ale na stejných vlnových délkách jsou planety mírného pásma podobné Zemi slabé.
Jednou z metod je podívat se do blízké infračervené (NIR) části spektra. V NIR není termální záře planety tolik vymývána hvězdou. Ale světlo hvězd je stále oslepující a milionkrát jasnější než planeta. Takže pouhé nahlédnutí do NIR není úplným řešením.
Umělcův dojem západu slunce viděný z povrchu exoplanety podobné Zemi. Kredit: ESO/L. Calçada
Řešením může být U (New Earths in the AlphaCen Region) nástroj použitý v tomto výzkumu. NEAR je namontován na VLT (Very Large Telescope) ESO (Evropské jižní observatoře) v Chile. Funguje to s HLEDÍ přístroj, také na VLT. Skupina stojící za NEAR je Breakthrough Watch, součást skupiny Yuri Milner's Průlomové iniciativy .
Přístroj NEAR nejen pozoruje v požadované části infračerveného spektra, ale využívá i koronograf. Skupina Breakthrough si myslela, že přístroj NEAR použitý na 8metrovém pozemním dalekohledu umožní lepší pozorování systému Alpha Centauri a jeho planet. Proto postavili přístroj ve spolupráci s ESO a nainstalovali jej na Very Large Telescope.
Velmi velký dalekohled ESO (VLT) nedávno obdržel modernizovaný přírůstek do sady pokročilých přístrojů. Dne 21. května 2019 provedl nově upravený přístroj VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-Infrared) svá první pozorování od doby, kdy byl upraven, aby pomohl při hledání potenciálně obyvatelných planet v systému Alpha Centauri, nejbližším hvězdném systému k Zemi. Tento úžasný obraz VLT je vymalován barvami západu slunce a odráží se ve vodě na plošině. I když nepříznivé počasí na Cerro Paranal je pro astronomy, kteří jej používají, nešťastné, umožňuje nám vidět vlajkový dalekohled ESO v novém světle. Obrazový kredit: ESO/VLT
Toto nové zjištění přišlo jako výsledek 100 hodin kumulativních pozorování pomocí NEAR a VLT. 'Tyto výsledky,' píší autoři, 'ukazují proveditelnost zobrazování skalnatých exoplanet v obyvatelné zóně pomocí současných a připravovaných dalekohledů.'
100hodinové uvedení do provozu mělo demonstrovat sílu přístroje. Tým tvrdí, že na základě asi 80 % nejlepších snímků z tohoto běhu je přístroj NEAR o řád lepší než jiné metody pro pozorování „...teplých planet velikosti sub-Neptun ve velké části obyvatelné zóny ? Centauri A.'
Možná také našli planetu. „Probíráme také možnou detekci exoplanet nebo exozodiakálních disků kolem ? Centauri A,“ píší. 'Nelze však vyloučit instrumentální artefakt neznámého původu.'
Postava ze studie. Panel (a) vlevo zobrazuje artefakty 1 a 2, které se nazývají „perzistence detektoru“. 3 je „optický duch“ Alpha Centauri A. Panel (b) vpravo představuje přiblížení vnitřních oblastí snímku (a). Kandidátská exoplaneta je označena jako C1. Obrazový kredit: Wagner et al, 2021.
Není to poprvé, co astronomové našli exoplanety v systému Alfa Centauri. Je jich pár potvrzené planety v systému a jsou zde i další kandidáti. Žádná z nich však nebyla přímo zobrazena jako tato nová potenciální planeta, která má zástupné jméno C1 a je první potenciální detekcí kolem M-trpaslíka v systému, Proxima Centauri.
Následná pozorování budou muset potvrdit nebo zrušit objev. Vědci tvrdí, že existuje možnost, že signál by mohl být artefaktem nástroje. „Probíráme také možnou detekci exoplanet nebo exozodiakálních disků kolem ? Centauri A,“ píší. 'Nelze však vyloučit instrumentální artefakt neznámého původu.'
Je vzrušující pomyslet na to, že by exoplaneta třídy Teplý Neptun mohla obíhat kolem hvězdy podobné Slunci v našem nejbližším sousedním hvězdném systému. Jedním z cílů Breakthrough Initiatives je poslat kosmickou loď se světelnými plachetkami do systému Alpha Centauri a poskytnout nám bližší pohled.
Popředí tohoto snímku ukazuje velmi velký dalekohled ESO (VLT) na observatoři Paranal v Chile. Bohaté hvězdné pozadí na obrázku zahrnuje jasnou hvězdu Alpha Centauri, nejbližší hvězdný systém k Zemi. Koncem roku 2016 ESO podepsalo dohodu s Breakthrough Initiatives o přizpůsobení přístrojového vybavení VLT k provádění pátrání po planetách v systému Alpha Centauri. Takové planety by mohly být cílem pro případné vypuštění miniaturních vesmírných sond iniciativou Breakthrough Starshot Initiative. Kredit: ESO
Ale tato vyhlídka je zatím mimo dosah. A v některých ohledech tento objev není ani tak o planetě, ale o technologii vyvinuté k její detekci.
Velká většina objevených exoplanet jsou gigantické planety podobné hmotnosti jako Jupiter, Saturn a Neptun. Nejsnáze se hledají. Ale jako lidé ze Země se zajímáme především o planety, jako je ta naše. Planety podobné Zemi v obyvatelné zóně hvězdy nás vzrušují vyhlídkami na život na jiné planetě. Ale mohou nám také hodně říct o naší vlastní sluneční soustavě a o tom, jak se sluneční soustavy obecně formují a vyvíjejí.
Pokud se C1 ukáže jako planeta, pak skupina Breakthrough uspěla v zásadním úsilí. Jsou první, kdo objevil planetu podobnou Zemi přímým snímkováním. Nejen to, ale udělali to pomocí 8metrového pozemského dalekohledu a speciálního nástroje navrženy a vyvinuty k detekci těchto typů planet v systému Alfa Centauri.
Autoři jsou přesvědčeni, že NEAR může fungovat dobře, dokonce i ve srovnání s mnohem většími dalekohledy. Závěr příspěvku obsahuje popis celkové citlivosti přístroje. Potom píší, že „To by v zásadě stačilo k detekci planety analogické Zemi kolem ? Centauri A (~20 µJy) za pouhých několik hodin, což je v souladu s očekáváním pro ELT.“
E-ELT bude mít 39metrové primární zrcadlo. Jednou z jeho schopností a cílů návrhu je přímo zobrazovat exoplanety, zejména menší, velikosti Země.
ELT by měl vidět první světlo v roce 2024. Tento obrázek ukazuje měřítko dalekohledu a také jeho segmentované primární zrcadlo, které má průměr 39,3 metru (130 stop). Obrazový kredit: ESO
E-ELT bude samozřejmě enormně výkonným dalekohledem, který bude nepochybně po dlouhou dobu podporovat vědecké objevy, a to nejen při zobrazování exoplanet, ale i mnoha dalšími způsoby. A další gigantické pozemní dalekohledy změní také hru se snímkováním exoplanet. Co trvalo hodiny, než NEAR viděl, může E-ELT trvat jen několik minut Třicetimetrový dalekohled , nebo Obří Magellanův dalekohled vidět.
NEAR nemůže těmto dalekohledům konkurovat a nikdy tomu tak nebylo.
Pokud se ale tyto výsledky potvrdí, pak NEAR uspěl tam, kde nikdo jiný, a to za zlomek ceny nového dalekohledu. Ať tak či onak, to, co NEAR dosáhl, pravděpodobně představuje budoucnost výzkumu exoplanet. Spíše než na široce založené průzkumy jako Kepler a TESS se vědci budou brzy moci zaměřit na jednotlivé planety.
Více:
- Publikovaný výzkum: Zobrazení planet s nízkou hmotností v obyvatelné zóně ? Centaurské
- Nástroje průlomové iniciativy: NEAR, termální infračervený koronograf
- Vesmír dnes: Pro Proximu Centauri byla potvrzena 2. planeta
